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APUNTE apunte tt LAniFF nALi iibb OOLL GIIAAGoo @alumed.instituto ALTO PUNTO DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN: El amplio rango de temperaturas que puede tener el agua entre sus puntos de fusión y ebullición es lo que permite la vida de diversos tipos de organismos. ALTO CALOR DE VAPORIZACIÓN: cantidad de energía necesaria para que la unidad de masa de una sustancia pase del estado líquido al estado gaseoso. TERMORREGULACIÓN: Permite a los individuos disipar el exceso de calor por la evaporación de agua en su superficie (sudor). ALTO CALOR ESPECÍFICO: Cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de 1 g de sustancia en 1°C. Permite que el calor proveniente del medio o liberado en reacciones bioquímicas exotérmicas sea fácilmente absorbido con pequeña variación de la temperatura del individuo. La molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrogeno y uno de oxígeno, unidos por enlaces covalentes. Tiene estructura geométrica angular por cuenta de los pares de electrones libres que posee el Oxígeno, lo que le confiere polaridad a la molécula y permite la formación de los enlaces por puentes de hidrógeno. ENLACE COVALENTE: ocurre entre átomos que comparten el mismo par de electrones PUENTES DE HIDRÓGENO: Atracción electroestática (polar) entre un átomo muy electronegativo (F, O, N) y un átomo de Hidrógeno que esté unido covalentemente a otro átomo electronegativo. La molécula de agua se puede unir a 4 otras moléculas por medio ese enlace. SOLUCIÓN: Mezcla homogénea de una o más sustancias disueltas en otra sustancia en mayor proporción SOLUTO: Es la sustância que se encuentra disuelta en el solvente. SOLVENTE: Es una sustancia química en la que se disuelve un soluto. Normalmente el solvente es el componente de una solución que esta en mayor cantidad. ELEVADA TENSIÓN SUPERFICIAL: Una molécula de agua del seno del líquido interactúa con el doble de moléculas que las de su superficie. Para incrementar la superficie expuesta al aire es necesario lograr que moléculas del seno pasen a la superficie. Si la cohesión es alta la tensión superficial también lo será. VARIACIÓN ANÓMALA DE LA DENSIDAD: Aumento de la densidad del agua al aumentar la temperatura entre 0 y 4°C. Expansión al congelarse: en el hielo los P.H. mantienen a las moléculas de agua más separadas que en el agua líquida. Con eso, el hielo flota sobre el agua porque mismo a iguales masas de agua la densidad del hielo es menor que la del agua. El AGUA es considerado el “solvente universal” porque interactua con diferentes tipos de compuestos: HIDROFILICAS/POLARES: Es una sustancia que le gusta el agua. Ej.: Iones, alcoholes y cetonas. HIDROFÓBICAS/APOLARES: Es una sustancia que tiene miedo del agua. Ej.: TRIACILGLICÉRIDOS – En solución acuosa forman gotas. ANFIPÁTICAS: sustancias que tienen una parte polar (que interaccionan con el agua) y una parte apolar (hidrofóbica). Ej.: ÁC. GRASOS – forman MICELAS; FOSFOLÍPIDOS – forman BICAPAS LIPIDICAS. PROPRIEDADES FISICAS DEL AGUA agua como solvente bbii OLLOGGIIAAoo agua alumedalumed Fuerza que se debe aplicas a una solución para detener el flujo de solvente a través de una membrana semipermeable. Es la concentración de partículas en una solución (OSM/L) OSM = MOL x i ; i = Cantidad de partículas que se disocia una molécula. Una solución puede ser, HIPEROSMOTICA, HIPOOSMÓTICA o ISOOSMÓTICA cuando comparada a otras. Medida del grado de acidez o alcalinidad de una sustancia o una solución. Fórmulas: BUFFERS: Sustancias que impiden drásticos cambios de pH. Ayudan a los organismos a mantener el pH de los fluidos corporales en rangos compatibles con la vida. Son combinaciones de aceptores y donores de H+ en una solución de ácidos o bases débiles. Si el σ = 1, la membrana es 1mpermeable al soluto Si el σ = 0, la membrana es permeable al soluto Si el 0 > σ > 1, la membrana es parcialmente permeable al soluto Los medios (extra y intracelulares) pueden ser, HIPERTONICOS, HIPOTONICOS y ISOTONICOS, cuando comparados. el agua se disocia en un protón (H+) y un oxhidrilo (OH-) Las soluciones con altas concentraciones de protones ↑[H+] son soluciones ÁCIDAS, luego tienen ↑pH Las soluciones con altas concentraciones de oxhidrilos ↑[OH-] son soluciones ALCALINAS/BÁSICAS, luego tienen ↓pH Son propiedades de las soluciones que DEPENDEN sólo de la CONCENTRACIÓN DE PARTÍCULAS DE SOLUTO disueltas y NO de su naturaleza. Son ellas: Descenso de la presión de vapor Aumento del punto de ebullición Descenso del punto de fusión Presión osmótica OSMOSIS: OSMOLARIDAD: PRESIÓN OSMÓTICA: pROPRIEDADES COLIGATIVAS PH: DISOCIACIÓN DEL AGUA: FLUJO NETO DE AGUA A TRAVÉS DE UNA MEMBRANA SEMIPERMEABLE DE UN LUGAR DE MENOR CONCENTRACIÓN DE PARTÍCULAS HACIA OTRO DE MENOR CONCENTRACIÓN DE PARTICULAS. tonicidad La tonicidad es una propiedad química, perteneciente a las soluciones que están contenidas en una membrana con permeabilidad selectiva. π = OSM x σ En donde el σ es el coeficiente de reflexión para un soluto en la membrana semipermeable. alumedalumed alumedalumed anotaciones alumedalumed bbii OLLOGGIIAAoo Pequeñas moléculas biomoleculas Pueden ser separadas en INORGÁNICAS, que son agua y sales minerales. Las ORGÁNICAS que estan formadas por un conjunto de seis elementos químicos CHONPS, que son el Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno, P de fósforo y S de azufre, pueden formar glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. Los monómeros de los respectivos son los monosacaridos, aminoácidos y nucleótidos, mientras que los polímeros son los oligosacaridos, cadenas polipeptidicas y cadenas polinucleotidicas. En relación a los lipidos, los mismos no llegan conformar macromoléculas pues no pasan de un peso molecular de 5000 daltons. Carbohidratos: Fórmula molecular general: CnH2non. Lineales. Formados por 3 a 7 carbonos. Pueden tener los grupos carbonilos, aldehídos o cetonas. Pueden ser casificados por: El número de carbonos: Triosas (3C); Tetrosas (4C) Pentosas (5C); Hexosas (6C) etc. El grupo funcional: Aldosas (Aldehídos polihidroxilados); y Cetosas (Cetonas polihidroxiladas) Según la luz despolarizada: La presencia de carbonos asimétricos en los monosacáridos les confiere la propiedad de desviar el plano de luz polarizada de dos formas: Los dextrógiros (D) desvian la luz a la derecha; Y los levógiros (L) desvian la luz polarizada a la izquierda. Monómeros principales: ciclación Los monosacáridos de 5 o más C se encuentran en forma cíclica cuando en solución acuosa. En caso de que sea un aldehido para ciclarse se produce un enlace HEMIACETAL entre el grupo aldehído y un grupo alcohol. Si es una cetona, el enlace entre la cetona y el alcohol es un HEMICETAL. isómeros Muchos monosacáridos difieren solo en términos de disposición espacial de los átomos, es decir, son isómeros. Por ejemplo, glucosa, galactosa y manosa tienen el mismo fórmula (C6H12O6), pero difieren con respecto a la disposición de grupos alrededor de uno o dos átomos de carbono. -Ácidos grasos: Ácidos carboxílicos que tienen una cadena hidrocarbonada. Se disponen en el espacio de forma CIS o TRANS y se clasifican en: SATURADOS → Se unen por enlaces simples C-C, son sólidos. Láurico: 12 C Mirístico: 14 C Palmítico: 16 C Esteárico: 18 C Araquidónico: 20 C El carbono que lleva el aldehído o la cetona puede reaccionar con un grupo hidroxilo de una segunda molécula de azúcar, formando así una disacárido. Esta llamada es llamado enlace glicosídico. Tres disacáridos comunes: maltosa: glucosa + glucosa (α 1->4) lactosa: galactosa + glucosa (β 1->4) sacarosa: glucosa + fructosa (α 1->2) INSATURADOS→ Otros presentan uno o mas enlaces dobles (C=C), son líquidos. Oleico: 18:1Δ9 o 18:1n-9 Linoleico: 18:2Δ9;12 Linolenico: 18:3Δ9;12;15 Araquidónico: 18:4Δ9;12;15;18 ESENCIALES: LINOLEICO Y LINOLENICO SEMIESENCIAL: ARAQUIDONICO ESTERIFICACIÓN: Un ácido graso se une a un alcohol mediante un enlace covalente, formandoun éster y liberándose una molécula de agua. SAPONIFICACIÓN: hidrólisis de un éster en medio básico que dá como resultado jabón y glicerina. BASE + ÁCIDO = SAL + JABÓN (ác. grasos) PUNTO ISOELETRÓNICO: Es el Ph en el cual el aa presenta carga neta cero. Aquellos aminoácidos que sólo tienen un grupo amino y un grupo carboxilo ionizables presentan a pH = 7 una carga neta de cero. Si el pH > 7 la carga neta será negativa, y si el pH < 7 la carga neta será positiva. Los aminoácidos son moléculas que se combinan para formar proteínas. A pH's BÁSICOS grupo amino y carboxilo se DESPROTONAN A pH's ÁCIDOS grupo amino y carboxilo se PROTONAN. lípidos aminoácidos PROPRIEDADES FÍSICAS DE LOS ÁC. GRASOS: PROPRIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁC. GRASOS: disacarido alumedalumed Son dadas por la SOLUBILIDAD (tamaño de su CADENA CARBONADA) y por el PUNTO DE FUSIÓN. Cuanto ↑ N o de INSATURACIONES ; ↓PF y Cuanto ↑ CADENA ; ↑PF CLASIFICACIÓN DE LOS AA'S: Los aminoacidos pueden ser no polares y polares. Los polares pueden ser sin cargar y/o con carga. Mientras que los con carga pueden ser positivos o negativos. ENLACE PEPTÍDICO: es el enlace covalente tipo amida que se forma entre el grupo α-carboxilo de un aa y el α-amino de otro. La reacción es uma condensación com eliminación de una molécula de agua. Un péptido es el producto de la unión de uno o más aa’s. Los aa’s que conforman el péptido pasan a denominarse residuos de aminoácidos. alumedalumed NUCLEÓTIDOS DE IMPORTANCIA: Sillares estructurales de los ácidos nucleicos. GRUPO FOSFATO + PENTOSA + BASE NITROGENADA GRUPOS FOSFATOS: Pueden ser monofosfato, difosfato o trifosfato. PENTOSA: Se clasifican según su tipo de pentosa: RIBONUCLEÓTIDOS o DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS BASES NITROGENADAS: Se encargan de darle la especificidad y el caracter básico a los ácidos nucleicos. nucleotidos alumedalumed alumedalumed anotaciones Son formadas por la polimerización de monómeros. Poseen alto peso molecular (> 5000 Da) Los OLIGOSACARIDOS son polímeros que tienen entre 2 a 10 monosacáridos. Ej.: Con 2 monosacáridos -> DISACÁRIDOS 3 monosacáridos -> TRISACÁRIDOS 4 monosacáridos -> TETRASACÁRIDOS Los POLISACARIDOS son polímeros que tienen MÁS de 10 monosacáridos y peso molecular acima de 5000 Da. Se clasifican según su composición en HOMOPOLISACÁRIDOS (un único tipo de monosacárido) y HETEROPOLISACÁRIDOS (2 o más tipos de monosacárido). Pueden ser LINEALES o RAMIFICADOS y de RESERVA ENERGÉTICA (glucógeno y almidón) o ESTRUCTURALES (celulosa y quitina). POLISACÁRIDOS DE IMPORTANCIA: ALMIDÓN Amilosa: Homolineal (α1→4) Amilopectina: Homoramificado (α1→4) y (α1→6) GLUCÓGENO - 8 a 12 glucógenos. Homoramificado (α1→6) *El almidón y el glucógeno dan negativo al reativo de fehnning* CELULOSA - Homolineal (β1→4) QUITINA - Formado por N-Acetilglucosaminas (β1→4). ESTRUCTURAS IMPORTANTES: No llegan a ser macromoléculas porque presentan bajo peso molecular: entre 750 y 1500 Da (por eso no son considerados macromoléculas). Incluyen a un grupo heterogéneo de moléculas orgánicas complejas que presentan como característica común su insolubilidad en agua. Según la presencia o ausencia de ácidos grasos en sus moléculas se clasifican en SAPONIFICABLES o INSAPONIFICABLES. bbii OLLOGGIIAAoo macromoleculas Carbohidratos: alumedalumed lipidos 2. ESTRUCTURA SECUNDARIA: Los enlaces peptídicos son polares y por eso son capaces de formar PUENTES DE HIDRÓGENO INTERCATENÁRIAS, que son la fuerza que estabiliza este nivel. Mediante esa capacidad de formar puentes de hidrógeno, la proteína secundaria puede plegarse de dos formas distintas. Quien la denomina si es α Hélice o Lámina β son los tipos de aminoácidos de la cadena. Las cadenas R laterales quedan expuestas para afuera, favoreciendo así otras estructuras. Son macromoléculas formadas por CADENAS PEPTÍDICAS (junción de varios aminoácidos), y son las más abundantes en nuestro cuerpo (50% del peso seco de la celula). Posee variadas funciones: CATALIZADORES: enzimas. Ej.: ADN Pol; Catalasa TRANSPORTADORAS: Albumina (ácidos grasos); Hemoglobina (O2) CONTRÁCTILES: Actina; Miosina; Dideína ESTRUCTURALES: Colágeno; Elastina; Queratina PROTECCIÓN: Inmunoglobulinas HORMONAL: Insulina; Glucagón; ACTH; ADH ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS: Las cadenas se pueden plegar de muchas formas pero solamente una es la correcta y la que hace con que la proteína sea funcional. Ese plegamiento específico se llama CONFORMACIÓN NATIVA y es donde las interacciones entre las cadenas es máximamente estable. 1. ESTRUCTURA PRIMARIA: Estabilizada por enlaces covalentes entre los aminoácidos llamados ENLACES PEPTÍDICOS. 3. ESTRUCTURA TERCIÁRIA: Estructura tridimensional resultante del plegamiento de una cadena polipeptidica sobre sí misma. Interacción entre las cadenas laterales que quedaron para afuera. Las fuerzas ENDOCATENÁRIAS que las estabilizan son: Interacciones Hidrofóbicas (aa’s no polares) Interacciones Eletroestáticas (+ -) Puentes de Hidrógeno (entre cadenas laterales) Puentes de Sulfuro (cisteína-cisteína) Lámina β α Héliceproteinas alumedalumed CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEINAS: 1. Según su naturaliza química: - Simples: solo aminoácidos - Conjugadas: aminoácidos + grupos prostéticos 2. Según su forma: - FIBROSAS: Son alargadas NO tienen estrutura terciaria Red o malas Sostén mecânico - GLOBULARES: Esféricas o ovaladas Tiene estrutura terciaria pero PUEDE O NO tener la cuaternaria 3. Según la cantidad de cadenas: -MONOMÉRICAS -DIMÉRICAS -TRIMÉRICAS -TETRAMÉRICA Según esos criterios, la HEMOGLOBINA? Globular; Conjugada y Tetramérica DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS: Pérdida de todas las estructuras menos la primária. Luego, hay la perdida de su conformación nativa. Algunos de los agentes desnaturalizantes son: pH extremos, detergentes, compuestos de elevada fuerza iónica, b- mercaptoetanol (sustancia que rompe puentes disulfuro) 4. ESTRUTURA CUATERNÁRIA: Se forma mediante la unión de enlaces débiles de 2 o + cadenas polipeptídicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico. Estabilizada por las mismas fuerzas que la terciária solo que ahora son EXOCATENÁRIAS. Polimerización de nucleótidos. Se clasifican según el tipo de nucleótido constituyente: 1. ÁCIDO DESOXIRIBONUCLEICO: ADN Formado por desoxiribonucleótidos Desoxiribosa A=T; G≡C 2. ÁCIDO RIBONUCLEICO: ARN Ribonucleótido Ribosa A=U; G≡C ADN: Almacena la info genética de la célula. Compuesto por dos cadenas polinucleotídicas apareadas. Helicoidal con cadenas COMPLEMENTARIAS y ANTIPARALELAS (3’-5’) (5’-3’). GEN: Secuencia de ADN que codifica para un ARN funcional. Las bases se aparean A=T; G≡C por puente de hidrógeno. DESNATURALIZACIÓN: a altas temperaturas y a pH's muy básicos ARN: Se sintetiza a partir del ADN. Monocatenário. Existen 3 tipos: ARN ribosomico: Forma subunidades > y < ;Encargado de catalizar la formación de los enlaces peptídicos. ARN mensajero: Llevan la info a travéz de una secuencia de bases nitrogenadas. ARN transferencia: Se pliegan sobre si por autocomplementariedad de bases; Lleva el aa hacia su local de unión con otros. HEMOGLOBINA alumedalumed alumedalumed anotaciones Si ΔG = positivo, el sistema absorbe energía para que la reacción pueda ocurrir, por lo tanto es ENDERGONICO Si ΔG = negativo el sistema libera energía cuando la reacción ocurre, por lo tanto es EXERGONICO, además de eso indica también el valor de energía que es liberada. INDICA QUE LA REACCION VA A SER ESPONTANEA, o sea, no va a necesitar energía para ocurrir. Son las transformaciones de energía en los organismos vivos. Necesitamos energía para realizar trabajo como, contracción muscular, digestión de alimentos etc. Los cambios de energía se estudian en dos ramas, la TERMODINAMICA y la CINETICA QUIMICA. Cuantifica la energía de un sistema, este valor es dado enkilo calorías por mol(kcal/mol) o kilo joule por mol (kj/mol). Para convertir kj/mol a kcal/mol tenerque dividir el valor en kj/mol por 4,2. Los sistemas pueden ser: Abiertos: cambian energía y materia con el universo Cerrado: cambian solo energía Aislado: no cambian nada Podemos medir en un sistema : El calor interno o ENTALPIA (H) ΔH = Hf-Hi Si ΔH= positivo la reacción es ENDODERMICA Si ΔH= negativo la reacción es EXOTERMICO El desorden o ENTROPIA (S) ΔS = Sf-Si Si ΔS= positivo el sistema se DESORDENA Si ΔS= negativo el sistema se ORDENA La energía útil de un sistema o sea la energía que se usa para realizar trabajo que se llama ENERGÍA LIBRE DE GIBBS (G) ΔG = Gf-Gi Primera Ley: La cantidad de energía del universo permanece siempre constante. Principio de conservación de la energía. Segunda Ley: En todo proceso espontaneo (ΔG negativo), la entropía del universo aumenta(ΔS positivo) hasta alcanzar el equilibrio donde la entropía del universo es la mayor posible. Cuando voy armar un castillo de cartas estoy poniendo energía a eso, armar el castillo no es una reacción espontanea por lo tanto el ΔG va a ser positivo y a la vez estoy ordenando las cartas o sea el ΔS va a ser negativo. REACCIONES SECUENCIALES: El producto de una reacción es el reactivo de la otra. A -> B ; ΔG= 5kcal/mol B -> C ; ΔG= -7kcal/mol Se puede calcular el ΔG de la reacción global (A -> C) sumando todos los ΔG: 5+(-7)= -2kcal/mol ACOPLAMIENTO DE REACCIONES: Las reacciones solo se pueden llevar a cabo cuando sean espontaneas. Pero la célula necesita llevar a cabo reacciones que no son espontaneas. Para llevarse a cabo reacciones que no son espontaneas (ΔG positivo) hay que acoplar una reacción que tenga un ΔG negativo para que el ΔG global sea negativo. TERMODINAMICA: LEYS DE LA TERMODINAMICA: bbii OLLOGGIIAAoo alumedalumed bioenergetica VARIACIONES DE ΔG: ΔG = ENERGIA REAL ΔG ° = VALOR EN CONDICOES ESTANDAR LABORATORIALES (1atm, 25 C, 1 molar de reactivo y ph 0. ΔG °’ = VALORES EN CONDICIONES CASI FISIOLOGICAS (iguales a la estándar pero con el ph 7) Mide la velocidad que ocurre una reacción. Eso se calcula por unidad de tiempo. Energía de activación (Ea) nos indica la velocidad de la reacción, si la Ea es muy alta quiere decir que la reacción va ser mas lenta. Ea = Estado activado – Energía del Reactivo COMO PUEDO MODIFICAR LA VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN? Aumentando la velocidad de las colisiones entre las moléculas: ↑ temperatura y ↑ concentración del reactivo Disminuyendo la energía de activación Agregando un catalizador (molécula que aumenta la velocidad de la reacción disminuyendo la Ea). *Los catalizadores pueden ser inorgánicos y biológicos (Enzimas). *El catalizador no altera la ΔG ya que el catalizador no forma parte del produto REVERSIBILIDAD DE LAS REACCIONES: Una reacción es reversible cuando tiene un ΔG cercano a 0kcal/mol. La importancia de eso es que una reacción que es reversible puede ser catalizada por una enzima en los dos sentidos (A -> B) y (B -> A). Ya una reacción irreversible tiene que ser catalizada por una enzima diferente. 1. CONCENTRACION DE SUSTRATO: Se la [S] la probabilidad de que la enzima se choque con el sustrato y pueda catalizar la reacción. Ej: tengo 5 tubos de ensayo con 50mg de enzimas e a cada tubo voy poniendo una concentración de manera creciente de sustrato. Son específicas para cada reacción. Actúan en condiciones casi fisiológicas. Son regulables. La mayoría tiene naturaleza proteica, la excepción es la Peptidil Transferasa que es un ARN con actividad catalítica. El sitio activo tiene aa específicos para interaccionar con el sustrato. La actividad enzimática depende de 5 factores: Concentración de Sustrato [S] Concentracion de Enzimas [E] El Ph La Temperatura Inhibidores CINETICA QUIMICA: enzima alumedalumed 2. CONCENTRACION DE ENZIMAS Al aumentar la concentración de enzimas estoy aumentando la cantidad de sitios activos. La Velocidad Max se va a ver aumentada porque ya que hay más enzimas, va a tardar mucho mas para que todos los sitios activos estén ocupados. Eso hace que se genere una mayor cantidad de producto. ↑VMAX ; = KM ·La velocidad que trabaja la enzima a la medida que se pone mas sustrato ·En un momento que por mas que pongamos mas sustrato la velocidad no aumenta. Eso se da porque todas las enzimas ya están trabajando, todos los sitios activos están ocupados. ↑KM ↓ AFINIDAD ↓KM ↑ AFINIDAD KM: Constante que mide la afinidad de la enzima por el sustrato, significa cuanto de sustrato se necesita para que 50% de los sitios activos estén ocupados. 4. TEMPERATURA: Afecta el movimiento de las moléculas Se la temperatura aumenta, también va aumentar la energía cinética o sea, las células se van a mover mas rápido. Se va ↑ la actividad enzimática hasta el punto de temperatura optima Después de este punto la actividad enzimática ↓ por desnaturalización 3. PH: Cada enzima tiene su ph optimo donde su actividad es la mayor y mejor posible. Fuera de este ph optimo la enzima se desnaturaliza. 5. INHIBIDORES: Sustancias que disminuyen o anulan la actividad enzimática sin transformar los sitios activos. Pueden ser IRREVERSIBLES o REVERSIBLES (COMPETITIVOS o NO COMPETITIVOS) alumedalumed COMPETITIVOS: - Compiten por el sitio activo de la enzima; - Modifican el km pero no na velocidad máxima; - Al tapar el sitio activo de la enzima con el sustrato, no va permitir el contacto ezm-sust, haciendo con que cambie la afinidad pero no el tiempo en que todas la enzimas van estar ocupadas. ENZIMAS REGULABLES - Regulación Covalente: Adición o sustracción de un grupo funcional generalmente un grupo fosfato que al fosforilarse se activa o desactiva la enzima - Regulación Alostérica: Apresenta otro sitio activo, el SITIO ALOSTÉRICO, en que se ligan por interacciones débiles los moduladores alostéricos (que pueden ser moléculas o iones) que aumentan (regulación positiva) o disminuyen (regulación negativa) la afinidad y la actividad enzimática. NO COMPETITIVOS: - El inhibidor se va unir a um sitio distinto del sitio activo, en um sitio ALOSTERICO. - Por lo tanto el sustrato va poder unirse libremente con la enzima pero ella no va poder catalizar la reacción. - Entonces como el sustrato no va poder ser convertido el se queda acoplado a la enzima haciendo con que los sitios activos sean ocupado mas rápidamente. alumedalumed alumedalumed anotaciones alumedalumed bbii OLLOGGIIAAoo Sintetiza la cadena rompiendo el enlace fosfoéster del desoxirribonucleótido trifosfatado y libera energía, en que la usa uniendo los nuevos nucleótidos al sustrato. Va uniendo bases al azar y pega las que tienen mayor afinidad. Sintetiza en sentido 5’ → 3’ Necesita energía (desoxirribonucleotidos trifosfatados) Necesita sustrato (desoxirribonucleotidos trifosfatados) Necesita molde (cataliza la duplicación por la complementariedad de bases) Extremo 3’ libre OH MECANISMOS GENÉTICOS BÁSICOS : Es el conjunto de mecanismos a través del cual ocurre el flujo de información de los seres vivos. REPLICACIÓN O DUPLICACIÓN: Es el proceso mediante el cual se duplica una molécula de ADN, importante para la división celular pues permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas. 1.1 PROPRIEDADES GENERALES DE LA REPLICACIÓN: SEMICONSERVATIVA - Se conserva mitad de cada hebra molde y su información. BIDIRECCIONALIDAD - 2 horquillas que se mueven (abren) en direcciones opuestas. SEMIDISCONTINUA - La hebra adelantada se replica de forma continua, mientras la retrasada se replica de forma descontinua (por culpa de los fragmentos de okazaki.) Posee 2 cadenas que pueden ser ANTIPARALELAS (polaridades de sentidos opuestos; 3’ y 5’)y COMPLEMENTARIAS (A=T; G≡C) Es un proceso catalizado por la ARN POLIMERAZA: *TAUTOMERIZACIÓN: error de la ADN Pol al juntar por ej. una Citosina tautomerizada (que se parece a una Timina) con una Adenina. INICIACIÓN: Es rápidamente reversible. La ADN Pol se frena y cambia su conformación avanzando en dirección 3’→5’ y actuando como EXONUCLEASA (remuevenucleótidos de un extremo) produciendo la rotura de la base tautomerizada y arreglando el error. 1.2 ORIGEN, BURBUJA Y HORQUILLA: La duplicación no se origina al azar, sus ORIGENES se hallan marcados por nucleótidos específicos (grandes repeticiones de pares de Adenina y Timina, debido a que se rompen más fácilmente) y esos se abren en BURBUJAS DE REPLICACIÓN que encontramos al largo del ADN. Las HORQUILLAS se encuentran a cada lado de una burbuja, produciendo un alargamiento de la misma para que así la veamos como la conocemos. En la cadena líder/adelantada/conductora se lee en sentido 3’ → 5’ y sintetiza en sentido 5’ → 3’. En la cadena retrasada se lee en sentido 5’ → 3’ y sintetiza en sentido 5’ → 3’ (con el mecanismo de punto hacia atrás). *SI LA SINTESIS FUERA 3’→5’: -Se pierde la capacidad autocorrectora -No es posible la reparación -Al quitar un desoxiribonucleótido y añadir otro, faltaría un extremo con energía libre. 1.3 ETAPAS DE LA REPLICACIÓN: ·Helicasa: rompe las puentes de hidrogeno INTERcatenárias. ·Proteínas SSB: impiden la unión de las bases nitrogenadas y mantiene las cadenas separadas. ·Topoisomerasa: impide el enrollamiento de las hebras TIPO 1: sin gasto energético TIPO 2: con gasto energético ·ARN Primasa: sintetiza los 3 primeros cebadores de la nueva hebra, que poseen un extremo 3’ OH libre, posibilitando así la acción de la ADN Pol 3. No tiene capacidad autocorrectora. alumedalumed -ELONGACIÓN: ·Proteínas PCNA: se une a la ADN Pol y la mantiene unida a la doble hebra ·ADN Polimerasa 3: sintetiza (de 5’→3’) la hebra a partir del cebador. ·ADN Polimerasa 1: saca el cebador y lo reemplaza por el ADN -TERMINACIÓN: ·ADN Ligasa: utilizando ATP, energiza el extremo 5’, generando un enlace fosfodiester que produce la unión 5’→3’, sellando la unión entre cadena y nucleótido. *CEBADORES: Son secuencias cortas de ARN, sintetizados por la ARN Primasa que proporciona el extremo 3’ OH libre necesario para que la ADN Polimerasa 3 pueda adicionar los desoxiribonucleótidos a la cadena en crecimiento. 1.4 REPARACIÓN DEL ADN O CORRECIÓN DE ERRORES: -EN CASO DE BASES TAUTOMERICAS: En procariotas: Se identifica la cadena molde porque la misma está metilada. ( --CH3) Se toma como base incorrecta a la que se encuentra en la cadena no metilada y se cambia la base incorrecta. En eucariotas: Se identifica la cadena que se esta sintetizando por la presencia de muescas (falta de uniones fosfodiester) Se toma como base incorrecta a la base que se encuentre en la cadena que tiene muescas. Se elimina una secuencia donde se encuentra la base incorrecta y una ADN Pol rellena el espacio. -EN CASO DE DESAMINACIÓN: Error espontáneo. La Citosina pierde un grupo amino y pasa a ser Uracilo. La principal forma de reconocimiento de ese error es una distorsión en la estructura tridimensional del ADN. Una ADN GLUCOSILASA (en ese caso una uracilo glucosilasa) rompe el enlace N-glicosídico entre la base alterada y la pentosa, generando un sítio AP. Viene una AP NUCLEASA que corta la cadena por el extremo 5’ y una FOSFODIESTERASA que corta por el extremo 3’, eliminando así el esqueleto pentosa-fosfato que restaba. Se genera una muesca con un extremo 3’ OH libre en que la ADN Polimerasa actua sintetizando una nueva cadena. Por ultimo, la ADN Ligasa sella la muesca y el error es reparado. -EN CASO DE DESPURINACIÓN O DESPIRIMIDIZACIÓN: Errores espontáneos. Se pierde una purina (Adenina o Guanina) o una pirimidina (Timina, Citosina o Uracilo) por rotura del enlace N-glicosídico. Como ese error ocurre por la falta de una base (un sitio AP), la reparación empieza con la AP NUCLEASA y la FOSFODIESTERASA. Después tenemos la acción de una ADN Polimerasa y luego de una ADN Ligasa. -EN CASO DE DÍMEROS DE PIRIMIDINA: Error que ocurre lor la acción de los rayos UV. Es la capacidad de las pirimidinas de unirse covalentemente entre si (C-C; T-T). Viene una AP ENDONUCLEASA que corta toda la región donde están los dímeros. Después la HELICASA corta los puente de hidrógeno intercatenários. La ADN Polimerasa 1 sintetiza una nueva cadena en la región que había sido sacada. La ADN Ligasa viene y sella la unión. -EN CASO DE RUPTURAS DE LOS CROMOSSOMAS: Causada por rayos X. Reparación NO homóloga: Se juntan los extremos del cromosoma roto. Reparación Homóloga: Se reemplaza la información que falta x una que podría haber estado. 1.5 TELÓMEROS: Región repetitiva no codificante; Una en cadena extremo de la cadena. En cada ciclo de replicación, se pierde una porción del extremo, acortándose los telómeros. Cuando se terminan los telómeros, se comienzan a perder regiones codificantes del gen, la célula sale del ciclo celular y ocurre la senesencia celular replicativa. Las células que tienen alta tasa de divisiónes mitóticas necesitan sintetizar sus telómeros. alumedalumed INICIACIÓN: TRANSCRIPCIÓN Es el pasaje de información desde la molécula de ADN que oficia de molde a la molécula de ARN por medio de la complementariedad de bases. 1. CARACTERÍSTICAS DE LA ARN POLIMERAZA: -Cataliza la síntesis en sentido 5’ → 3’ -Necesita molde -NO necesita cebador o extremo 3’ OH libre -Necesita sustrato (ribonucleótidos trifosfato y energía) -No tiene capacidad autocorrectora) -Vida corta / ARNm (30m) -En procariotas: tiene estructura cuaternária con 5 subunidades (La σ reconoce donde se inicia la transcripción (el promotor)). 2. GEN: Es la unidad fundamental de la hereditariedad. Segmento de ADN que codifica para un ARN funcional. REGIÓN PROMOTORA es la secuencia de inicio que regula la activación o inactivación del gen. Presente en eucariotas. PROMOTORES son una secuencia de nucleótidos que son siempre iguales entre todos los genes; Marcan el origen y la dirección de la transcripción. TATA BOX es una secuencia mayoritaria que se repite en muchos genes eucariotas (muy conservada). SHINE DALGARNO es otra secuencia mayoritaria pero que es mucho mas frecuente en genes procariotas. *Cuanto más conservada la secuencia, más fuerte es el promotor. *Los promotores fuertes se activan muchas veces y están presentes en proteínas que se expresan mucho; Los promotores débiles son utilizados por proteínas más raras. *La dirección de la ARN Polimeraza es determinada por la orientación de la secuencia asimétrica del promotor. 3. PASOS DE LA TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS: ·Empieza con la unión del factor σ a la ARN Pol, que forma la HOLOENZIMA (activa) y que permite la ubicación de la ARN Pol en el promotor (Shine-Dalgarno) del gen. ELONGACIÓN: TERMINACIÓN: Después el factor σ abre una burbuja en la doble hélice y expone las hebras de ADN, lo que permite la síntesis de un pequeño fragmento de ARN complementario al promotor de ADN. ·Para que la transcripción siga ocurriendo es necesaria la disociación de factor σ de la HOLOENZIMA, formando así una enzima núcleo o APOENZIMA. *INICIACIÓN ABORTIVA: ocurre cuando el factor σ no se disocia de la ARN Pol y la iniciación de la transcripción es interrumpida y la síntesis, abortada. ·Esa APOENZIMA va actuando como helicasa, separando las hebras mientras que también va leyendo la hebra molde y sintetizando ARNm. Como? Pareando nucleótidos de 3 en 3. ·Ese proceso de síntesis del ARNm ocurre hasta que hayan complementariedad de bases que permiten la formación de una estructura en forma de bucle que detiene el avance de la ARN Pol. ·Después de la formación de esa estructura señalizadora que frena la ARN Pol de sintetizar el ARNm (por medio de bases autocomplementarias) ocurre la disociación del ARNm de la ARN Pol. ·Decimos que el proceso es Rho (ρ) INDEPENDIENTE caso él sea ESPONTÁNEO (pues no se hace necesaria la actuación de la proteína ρ) ·Caso el proceso no ocurra, lo decimos Rho DEPENDIENTE, en donde actua la proteína Rho (ρ) como una helicasa que necesita de la hidrólisis del ATP para romper las puentes de hidrógeno entre el ARNm y el ADN molde, disociándolos. 4. TIPOS DE ARN POLIMERAZA EN EUCARIONTES: -ARN Pol I : Transcribe ARNr (45s). Se encuentra enel nucléolo. -ARN Pol II : Transcribe ARNm y genes que codifican para proteínas. -ARN Pol III : Trancribe ARNt y ARN’s pequeños. alumedalumed PRÉ-INICIACIÓN: INICIACIÓN: ELONGACIÓN: MADURACIÓN/TERMINACIÓN: 5. PASOS PARA LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS: Antes del inicio de la transcripción se necesitan factores de transcripción generales, que tienen función de unir secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de comenzar. La ARN Pol II se une al factor de transcripción, que a su vez esta unido al promotor del ADN y con eso la ARN Pol II separa las hebras de ADN y tiene libre acceso a la cadena molde. ARN Pol II sintetiza el ARNm (primário) por medio de la complementariedad de bases. El ARNm sintetizado adentro del núcleo todavía es inmaduro porque no sufrió las modificaciones necesarias para que sea realizada la traducción. Las modificaciones son: ·ADICIÓN DE LA CAPERUZA (co-transcripcional) al extremo 5’ mediante un enlace de fosfodiéster (necesaria para el aceso del ribosoma para iniciar el proceso de traducción) ·SPLICING (post-transcripcional) es el proceso de corte y empalme del ARNm no maduro sacando las partes no codificantes del gen (intrones) y uniendo la codificantes (entrones). Realizado por la enzima espliceosoma. ·ADICIÓN DE LA POLI-A (post-transcripcional) al extremo 3’ para protección frente a degradación postranscripcional. 6. TIPOS DE ARN: -MENSAGERO (ARNm): Lleva el mensaje transcripto del ADN. -TRANSFERENCIA (ARNt): Portadores de los aa’s. • Secuencia (CCA) se une covalentemente a un aa en el 3’ • Los lazos se forman porque son regiones en que no hay complementariedad entre las bases. • Sus anticondones son complementarios a los codones del ARNm. • ADN → ARNm → ARNt GGG → CCC → GGG Triplete codificante → códon → anti-códon -RIBOSOMICO (ARNr): Estructura sobre la cuales se produce la síntesis de proteínas. Tiene 3 sítios: •Sitio A – Aminoacilico: Donde llegan los ARNt com sus respectivos aa’s. •Sitio P – Peptidilico: Forma los enlaces peptídicos entre los aa’s. •Sitio E – Exit: Detiene el ARNt luego que el deja su aa en el sitio P y después lo libera hacia el citosol. alumedalumed TRADUCCIÓN Es el proceso de traducir la secuencia de una molécula de ARN mensajero (ARNm) a una secuencia de aminoácidos durante síntesis de proteínas. Se lleva a cabo en los ribosomas. 1. CÓDIGO GENÉTICO: Es un conjunto de reglas que determinan como se traduce. Es UNIVERSAL, NO AMBIGUO pero sí es DEGENERADO. Para algunos aa’s, existen varios codones que los codifican pero solo un código para cada aa. Son 64 codones que codifican para 20 aa’s. - AUG: Codón de iniciación universal; En procariotas codifica para la FENILMETIONINA; En eucariotas codifica para la METIONINA. - Stopcodons: UGA, UAA, UAG 2. PASOS DE LA TRADUCCIÓN: -ACTIVACIÓN DE LOS AA’S: Es la unión covalente de un aa a un ARNt. (con gasto de ATP) *Él anticodón del ARNt codifica para el codón del aa que el se está ligando (proceso altamente específico) *Importante porque se genera un enlace de alta energía que va catalizar la creación de los enlaces peptídicos entre los aa’s. -INICIACIÓN: ·Los factores generales de iniciación se juntan a la subunidad menor del ribosoma, lo que permite que el ARNm se junte a ella también (posicionando el AUG en el sitio P). ·Con eso, el ARNt con su aa (metionina o fenilmetionina) y con el aporte del GTP se une al ARNm. *El complejo de iniciación primario es la subunidad menor junto a los factores generales, al ARNm y al ARNt. *El complejo de iniciación contiene las dos subunidades del ribosoma, la unidad menor unida al ARNm y la mayor al ARNt (sin los factores generales). *En las células eucariotas el AUG de iniciación esta precedido y señalizado por la caperuza. *En los procariotas el AUG de iniciación es señalado por 1 secuencia de bases llamada shine-dalgarno. -ELONGACIÓN: ·El factor de elongación move el ribosoma de 3 en 3 nucleotidospor medio de la hidrólisis del GTP cuando llega un nuevo ARNt. ·El nuevo ARNt con su aa correspondiente y gasto de energía se acopla al sitio A del ribosoma. ·Si hay complementariedad de bases entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt, la enzima PEPTIDIL TRANSFERASA (un tipo de ribosina) que cataliza la formación de ENLACES PEPTÍDICOS entre el aa del ARNt que esta en el sitio P con el aa del ARNt que esta en el sitio A. ·El ribosoma se mueve en sentido 5’→3’ de un codón a otro siempre dejando el sitio A libre para un nuevo ARNt. *El crecimiento de la ptn se da del extremo amino hacia el carboxilo. alumedalumed *Diferente de la unión de los ácidos nucleicos, el aa entrante aporta energía para la unión del seguinte aa. -TERMINACIÓN: ·El factor de terminación ingresa al sitio A una vez que fue reconocido el codón stop (UAA, UGA, UAG) ·La unión del factor con el codón stop gasta 1 GTP y lleva a la disociación del complejo de iniciación y a la liberación de la cadena polipeptídica que estaba siendo sintetizada antes. OBS1: POLIRIBOSOMAS: Un ARNm puede ser leído simultáneamente por varios ribosomas OBS2: CHAPERONAS: Son ptn’s que ayudan en el mantenimiento del plegamiento de otras ptn’s (con gasto de energía). 3. GASTO ENERGÉTICO: Activación → 2 enlaces de ↑E – 1 ATP Iniciación → 1 enlace de ↑E – 1 GTP Elongación → 2 enlaces de ↑E – 2 GTP Terminación → 1 enlace de ↑E – 1 GTP alumedalumed anotaciones alumedalumed bi OL G I Aobi LOGIAo ·Tiene modelo de mosaico fluido: Esta constituido por moléculas anfipáticas intercaladas por proteínas. ·Son asimétricas: A eso le conferea los grupos R y oligosacáridos (no citosólicos) ·Los componentes mayoritários son: Fosfolípidos Glicerofosfolípidos Esfingolípidos Colesterol: Le aporta estabilidad mecánica y regula su fluidez. Cardiolipinas: Se encuentran en la membrana mitocondrial interna. Confiere impermeabilidad a la membrana. Glucocálix: Lamina rica en hidratos de carbono que recubre la superficie exterior de células. Importante para el reconocimiento y la señalización. Glucolípidos: No tienen fosfatos; Se encuentran en la cara NO citosólica; Aminoalcohol + 2 ác. Grasos + Hidrato de carbono. Puentes de sulfuro: En la cara NO citosólica. MEMBRANA PLASMÁTICA Es una bicapa lipídica que esta estabilizada por interacciones hidrofóbicas. Es capaz de regular el intercambio de sustancias y iones entre la célula y el medio extracelular. También cumple importante rol en la comunicación celular. -Lipidos – Fosfolípidos -Proteínas – cuanto + proteínas + funcionalidad COMPONENTES: CARA NO CITOSÓLICA: MONOCAPA EXTERNA: MONOCAPA INTERNA: CARA CITOSÓLICA: Difusión Lateral Rotación Flexión Flip-Flop: Salto de la cara citosólica a la no citosólica; No ocurre con frecuencia; Requiere ATP; Facilitado por la enzima Flipasa. ASIMETRIA: -Oligosacáridos (glucocálix) -Puentes de sulfuro -Fosfatidil inositol: solo cuando se encuentro unido a un oligo y a una proteína -Esfingolípidos -Fosfatidil -Fosfatidilserina (-) -Fosfatidiletanolamina -Fosfatidil inositol MOVIMIENTOS DE LOS FOSFOLÍPIDOS: FLUIDEZ DE LA MEMBRANA: ·Oscila entre ESTADO GEL en que esta + rígida y + estructurada, la difusión de moléculas es más ordenada; y entre ESTADO FLUIDO en que está + desordenado. ·La temperatura es la principal causa del desvio de la fluidez. ·Debo mantener el punto óptimo de fluidez. ·Se regula una membrana MUY FLUIDA (a altas temperaturas) al DISMINUIR LAS INSATURACIONES y ALARGANDO LAS COLAS. alumedalumed PROTEÍNAS INTEGRALES: Están unidas COVALENTEMENTE a un ác. Graso, fosfolípido o a una proteínas transmembrana. PROTEÍNAS PERIFÉRICAS: Están ancladas por uniones NO COVALENTES a otra proteínas de membrana; Se encuentran solamente de un lado de la membrana. PROTEÍNAS TRANSMEMBRANA: ··Se regula una membrana MUY EMPAQUETADA (a bajas temperaturas) al AUMENTAR LAS INSATURACIONES y ACORTANDO LAS COLAS. ·COLESTEROL: Regula la fluidez/Impide el cambio de fases. -Cuando nos encontramos con bajas temperaturay los fosfolípidos se empaquetan, el colesterol aumenta la fluidez. -Cuando nos encontramos con altas temperaturas y los fosfolípidos se mueven, el colesterol disminuye la fluidez. PROTEÍNAS DE LAS MEMBRANAS: -Estructura en α hélice → dominio intracelular – hidrofóbico; dominio extracelular – hidrofóbico. -Estructura barril β → centro; forma un canal acuoso. -Pueden ser MULTIPASO (si atraviesan muchas veces la membrana; en general las multipaso atraviesan 7 veces) o UNIPASO (atraviesan una vez a la membrana) TRANSPORTE ATRAVÉS DE LA MEMBRANA La membrana plasmática es semipermeable y selectiva, con eso el transporte a través de ella depende del tamaño de la molécula y de su polaridad. Se difunden libremente por la membrana: -Moléculas hidrofóbicas (O2, CO2, N2, Benzeno) -Moléculas polares pequenas sin carga neta (H2O, Urea, Glicerol) -Moléculas polares grandes (Glucosa, Sacarosa) -Iones (H +, Na+, K+, HCO3-, Cl-, Ca+2, Hg+2) Las proteínas de transporte son proteínas transmembrana que ayudan el paso de las moléculas que no se pueden difundir por la membrana. Son ellas: -Carrier: Cambian su conformación (poseen un sitio específico al cual se une el soluto, provocando un cambio químico); No forman canales; Alternan de una superficie a la otra. -Proteínas canal: Cambian su conformación; Forman canales acuosos. CANALES IÓNICOS: ·La regulación de los canales iónicos puede ocurrir por voltaje, ligandos y/o por tensión. ·Los canales son específicos para un ión y tiene carga para traer iones. ·Para poder entrar al canal es necesario eliminar el H2O circundante, por eso los canales tienen una región con que desplazan las moléculas de H2O. ·En un gradiente electroquímico la porción química tiene más peso que la eléctrica. alumedalumed Tipos de transportadores: TIPOS DE TRANSPORTE: → TRANSPORTES PASSIVOS: Ocurren A FAVOR del gradiente electroquímico y portanto ocurren SIN GASTO de energia. Es espontáneo, libera energía. 1.DIFUSIÓN SIMPLE: Inespecífica y sin ayuda. Las moléculas hidrofóbicas pasan a través de poros que se encuentran entre los fosfolípidos de la membrana, mientras que los iones pasan por canales iónicos. 2.DIFUSIÓN FACILITADA: Por medio de proteínas transportadoras que pueden que pueden ser canales proteicos o proteínas carrier’s. → TRANSPORTES ACTIVOS: Ocurren EN CONTRA el gradiente electroquímico y necesitan ENERGIA para realizar el transporte. No hay presencia de canales proteicos. Sencillos o monotransportadores – UNIPORTE (↓) Acoplados o cotransportadores – SIMPORTE (↓↓) – ANTIPORTE (↓↑) 1. ACTIVO PRIMARIO: Usa la energía de la hidrólisis del ATP para realizar el transporte. ATP→ADP+Pi 2. ACTIVO SECUNDARIO: Impulsionado por la disipación del gradiente de una sustancia que estea sendo transportada a favor de su gradiente. Puede ser simporte o antiporte. TRANSPORTE TRANSCELULAR DE LA GLUCOSA: 1.TRANSPORTE ACTIVO, secundário y simporte. 2.TRANSPORTE PASSIVO por difusión facilitada. 3.TRANSPORTE ACTIVO, primário y antiporte. El Na+ entra en la célula a favor de su gradiente y arrastra la glucosa junto a él (que esta yendo contra su gradiente). Después la glucosa es expulsa al torrente sanguíneo (a favor de su gradiente). El Na+ sale por la bomba de Na+ y K+ (salen 3 Na+ y entran 2 K+). ATPASA DE Na+ Y K+ : TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO -Se activa solamente cuando fosforilada. -Responsable por gran parte de la regulación del vol. celular. -Control del pH intracelular -Mantenimiento de la polaridad celular. -Puede ser inhibida por la oubaína. ATPASA DE CALCIO (Ca++) Saca el calcio de la célula. La mayor concentración de calcio esta en el exterior de la célula. Con gasto de ATP saco calcio de la célula o pongo en el reticulo endoplasmático (donde se almacena). Procesos que dependen de la bomba: Contracción muscular; División celular; Regulación de los procesos de secreción. Serca: proteína responsable por transportar calcio del citosol para adentro del R.E. Rianodina: Proteína responsable por transportar el calcio del R.E. para el citosol. alumedalumed ATPASA DE PROTÓN/POTÁSIO (H+/K+) TRANSP. ACTIVO PRIMARIO impulsado por la síntesis de ATP Saca H+ y ingresa K+ a la célula. Se encuentra en el estómago. Expulsa H+ para producir HCl. 1.TRANSP. ACTIVO SECUNDARIO ANTIPORTE (por disipación del HCO-3) 2.TRANSP. PASSIVO por DIFUSIÓN SIMPLE 3.TRANSP. PASSIVO por DIFUSIÓN FACILITADA 4.TRANSP. PASSIVO por DIFUSIÓN FACILITADA 5.TRANSP. ACTIVO PRIMARIO ANTIPORTE ATPASA’S TIPO F Funcionalmente es una ATPsintasa Ligada a cadenas de óxido-reducción F1: junta ADP + Pi sintetizando ATP F0: capta los prótones del médio extracelular. ATPASA’S TIPO V TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO Presentes en vacuolas, vesículas sinápticas y vacuolas de plantas. El interior de esas estruturas son altamente ácidos (↑[H+]) por la presencia de esa ATPasa. Contra el gradiente electroquímico. TRANSMISIÓN DEL IMPULSO ELECTRICO ·Hay una despolarización de la membrana. ·Se abre un canal de Na+, entra Na+ a la célula por transporte passivo. ·La entrada de Na+ despolariza la membrana de la célula y genera un señal que crea un potencial de acción que abren los canales de Na+. ·Una vez abierto, ese canal excita a todos los otros canales vecinos, activándolos y aumentando así la concentración de Na= intracelular. ·Después que se termina el potencial de acción y para estabilizar las concentraciones intracelulares la célula abre canales de K+. ·El K+ sale de la célula, haciendo con que su interior sea negativo nuevamente. (Se reestablece el equilibrio eléctrico.) ·Se repolariza la membrana. ·Las bombas de Na+/K+ sacan el Na+ en exceso y ingresan K+. (Se reestablece el equilibrio químico.) ·Se recompone el gradiente. alumedalumed anotaciones alumedalumed bi OL G I Aobi LOGIAo Conversión energética Necesitamos energía para poder realizar diferentes tipos de trabajos. Por ejemplo, la síntesis de moléculas seria un tipo de trabajo químico, los distintos transportes a través de la membrana son tipos de trabajos osmóticos, el impulso nervioso de las neuronas es un tipo de trabajo eléctrico. Somos organismos quimioorganótrofos y heterótrofos. Utilizamos biomoléculas fabricadas por otros seres vivos como nuestra fuente de energía y carbono. El primer paso para la degradación de esas biomoléculas es la digestión, en que resulta en las pequeñas moléculas que ya conocemos y lo hace por medio de vías cata-bólicas para generar energía y productos de desecho. VÍAS CATABÓLICAS: Las vías catabólicas son secuencias de reacciones químicas que ocurren en la célula con la finalidad de degradar un compuesto y generar energía. Los organismos anaeróbicos realizan FERMENTACIÓN ALCOHOLICA (que tiene como producto de excreción el ETANOL) y/o la FERMENTACIÓN LÁCTICA (que tiene como producto de excreción el LACTATO). Los organismos aeróbicos realizan respiración celular. Utilizan el O2 molecular para degradar compuestos hasta CO2 y H2O, liberando energía. Tal energía es “almacenada” bajo 2 formas: en los enlaces fosfatos de la molécula de ATP y como electrones transportadores de energía, NAD+ y FAD+ (oxidados) y NADH y FADH (reducidos). El ATP es la principal molécula de intercambio de energía. Podemos generar el ATP al acoplar una reacción exergónica a un intermediario común que sería la FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO o también podemos acoplar al transporte de electrones hasta el O2 molecular que es la FOSFORILACIÓN OXIDATIVA. Conversión Energética y Mitocondria MITOCONDRIAS: Son uno de los orgánulos más visibles del citoplasma y están presentes en prácticamente todas las células eucariotas y las usinas generadoras de energía de las células. Su tamaño, morfología y cantidad cambian/dependen del tipo celular y de las necesidades energéticas (espermatozoide; miocitos). Tienen algunas características bacterianas por su biosíntesis (teoría endosimbiótica). Tienen su proprio material genético. Se reproducenpor fisión binaria. CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMBRANAS MITOCONDRIALES: Posee doble membrana con diferentes composiciones. ·Membrana Externa: Alta permeabilidad por la gran cantidad de PORINAS, hace con que la composición química del citosol y del espacio intermembrana sea parecida. ·Espacio intermembrana: Gran presencia de quinasas. ·Membrana interna: Alta impermeabilidad; Compuesta por un fosfolípido doble (cardiolipina); Tiene ptn’s con las f(x)’s: transporte de e-, síntesis de ATP, transporte de metabolitos. ·Matriz Mitocondrial: Enzimas vinculadas a la descarboxilación oxidativa, a la β-oxidación, a las del ciclo de Krebs y las necesarias para la replicación y transcripción del ADN mitocondrial. alumedalumed ADN MITOCONDRIAL: Es circular y no contiene histonas. No tiene herancia mendeliana (em humanos el ADN mitocondrial siempre proviene de la madre). Codifica para 22 ARNt; 2 ARNr; y 13 ptn’s (algunas de la cadena respiratória). El resto de las ptn’s que la mitocondria no puede sintetizar es sintetizado en el citosol y ingresan en la mitocondria a través de translocadores proteicos. GLUCÓLISIS: Equación global: GLUC + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 PIRUVATO + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ Es el proceso de 10 reacciones secuenciales que están catalizadas por diferentes enzimas a través de cual la molécula de glucosa es degrada a 2 moléculas de piruvato.Genera ATP sin la presencia del O 2 molecular. Tiene lugar en el citosol y ocurre en 3 fases. 1. INVERSIÓN DE ENERGIA Se consumen 2 ATP a cada molécula de glucosa que aportan energía para la generación de la fructosa-1,6- bifosfato. 2. CLIVAJE Metabolismo de la fructosa-1,6-bifosfato a 2 moléculas de gliceraldehido-3-fosfato. 3. GENERACIÓN DE ENERGIA Cada una de las moléculas de gliceraldehido es oxidada hasta piruvato. El NAD+ recoge los electrones de la oxidación del gliceraldehido y se reduce a NADH. El resto de los electrones es utilizado en la síntesis de 2 moléculas de ATP. RESULTADO NETO: 2 ATP, 2NADH y 2 Piruvatos. El PIRUVATO puede tener distintos destinos dependiendo de la presencia o ausencia de O2. FERMENTACIÓN: Ocurre en ausencia de O2 (citosol) y es el proceso de reducción del piruvato a productos de excreción. La fermentación es realizada por los eritrocitos (células sanguíneas) y miocitos (células del tejido muscular cardíaco) cuando se encuentran bajo alta demanda (contracción). Existen 2 tipos: ·FERMENTACIÓN LÁCTICA: 2 piruvatos + 2 NADH → 2 Ác. Lactico + 2 NAD+ ·FERMENTACIÓN ALCOHOLICA: 2 piruvatos + 2 NADH → etanol + CO2 + 2 NAD+ RESULTADO NETO: 2ATP, 2NAD+ y 2 Ác. Lácticos / Etanol + CO2. *Hay un problema con relación al NADH citosólico (sintetizado en la glucólisis) ya que este solo puede cumplir su función de donar electrones a la cadena transportadora de electrones una vez que ingrese a la matriz mitocondrial. Per solo no puede lograr ingresar a la matriz pues es impermeable a la membrana mitocondrial interna. Y entonces que pasa? El NADH citosólico puede ingresar utilizando un de los sistemas de LANZADERAS que permite transmitir los electrones de él hasta los electrones de la matriz mitocondrial. alumedalumed LANZADERA DE GLICEROFOSFATO → 1 Glucosa genera 30 ATP (pues transfiere los e- de NADH citosólico a FADH2 mitocondriales) LANZADERA DE MALATO-ASPARTATO → 1 Glucosa genera 32 ATP (pues transfiere los e- de NADH citosólico a los NADH mitocondriales) En presencia de O2 los organismos realizan la RESPIRACIÓN CELULAR que es el proceso de oxidación gradual de la glucosa que resulta en dióxido de carbono y agua (C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O) y ocurre en 5 pasos: 1.Descarboxilación Oxidativa del Piruvato 2.Ciclo de Krebs 3.Cadena transportadora de electrones 4.Transporte de H+ 5.Fosforilación oxidativa DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA: Equación global: Piruvato + CoA + NAD+ → Acetil CoA + CO2 + NADH + H+ El piruvato ingresa a la matriz mitocondrial pasando por la membrana mitocondrial externa por porinas y es transportado por la membrana interna por medio de proteínas transportadoras específicas. Cuando en la matriz mitocondrial sufre la descarboxilación oxidativa es catalizado por el complejo multienzimático de la PIRUVATO DESHIDROGENASA, y tiene como productos el CO2 y un grupo acetilo que es el que se une a la coenzima A y forma el Acetil coA. En ese proceso también es generada una molécula de NADH. RESULTADO NETO: 2 NADH CICLO DE KREBS: Eq. global: Acetil CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi → CoA + 2 CO2 + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP Es una ruta metabólica cíclica de 9 reacciones secuenciales que transfiere la molécula de Acetil coA generada en la descarboxilación del piruvato a una molécula de oxalacetato para generar citrato. El ciclo de Krebs tiene la finalidad de oxidar completamente el grupo Acetilo hasta CO2 liberando electrones que son captados por 3 moléculas de NAD+ para generar 3 NADH y por 1 molécula de FAD+ para generar 1 FADH2. También se genera 1 GTP por una fosforilación a nivel de sustrato (que es equivalente a 1 ATP). Se liberan también 2 CO2. RESULTADO NETO: 6 NADH; 2 FADH2; 2 GDP; 4 CO2 CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES Y TRANSPORTE DE H+: Se produce en la membrana interna mitocondrial y cuenta con una serie de complejos transportadores de electrones. Cada uno de esos complejos posee una afinidad mayor por electrones que el anterior y catalizan diversas reacciones redox en estos electrones, lo que permite que pasen secuencialmente a través de los complejos. El transporte de electrones comienza cuando un H+ es cedido por el NADH convirtiéndose en H+ + 2 e- de alta energía. Esta reacción es catalizada por el COMPLEJO NADH DESHIDROGENASA (complejo I), que acepta los electrones del NADH. La transferencia de electrones es favorable desde el punto de vista energético y produce el bombeo de protones a través de cada complejo. Los protones generan un gradiente electroquímico (de pH) que produce un potencial de membrana en la que el lado de la matriz mitocondrial es negativo y el espacio intermembrana es positivo. El gradiente impulsa el flujo pasivo de iones a través de la membrana hacia la matriz mitocondrial. Uno de estos transportadores de electrones entre los complejos respiratorios es la ubiquinona que se encuentra disuelta en la bicapa. La ubiquinona toma los electrones del complejo de la NADH deshidrogenasa y los libera en el COMPLEJO CITOCROMO B-C1 (complejo III) alumedalumed Además de los electrones donados por la ubiquinona, este complejo también puede captar electrones directamente de FADH2. Los FADH2 ingresan solamente en el segundo complejo (evitan al NADH deshidrogenasa) y por eso bombean menos protenes que los NADH y también tienen un menor rendimiento energético. La molécula que transporta los electrones desde el complejo citocromo b-c1 al citocromo oxidasa es la citocromo c. Una vez que estan los electrones en el COMPLEJO CITOCROMO OXIDASA (complejo IV), este los oxida. Luego duena eses electrones al O2 (que queda retenido en ese complejo), al hacer eso libera gran cantidad de energia la cual bombea 2 H+ y termina de generar el gradiente electroquímico de protones + H2O. FOSFORILACIÓN OXIDATIVA: NADH + H+ + ½ O2 + 2,5 ADP + 2,5 Pi → NAD+ + H2O + 2,5 ATP FADH2 + ½ O2 + 1,5 ADP + 1,5 Pi → FAD + H2O + 1,5 ATP Es el proceso en la cual la síntesis del ATP se halla acoplada al transporte de electrones por la cadena respiratória mediante la generación de un gradiente electroquímico de protones. El grandiente electroquimico creado en la cadena transportadora de electrones impulsa a estos protones y es utilizada para generar ATP en una reacción catalizada por la ATP sintasa (que se encuentra tambien en la membrana mitocondrial interna). La ATP sintasa es una proteína formada por várias subunidades con 2 complejos: el F0, que es que capta los protones del espacio intermembrana y los transporta hacia el otro complejo, liberando mucha energia que hace con que el complejo F1 gire y pueda intercambiar energia mecánica a energia quimica, catalizando así la formación de los enlaces fosfatoentre el ADP y Pi, sintetizando el ATP. Es importante resaltar que a cada 4 protones que fluye a través de la ATPsintasa se generan 1 ATP. TRANSPORTES ACOPLADOS: El grandiente electroquímico de protones generado a través de la membrana mitocondrial interna por la cadena transportadora de electrones es utilizado también para favorecer el transporte de diversas sustancias a través de esa misma membrana con la ayuda de proteínas transportadoras. ·El cotransporte del piruvato/H+ y del fosfato inorgánico/H+ en donde el protón va a favor de su gradiente. ·El antiporte ATP/ADP por medio de una ptn transportadora que es impulsado por el gradiente de voltaje (negativo en la matriz) que expulsa ATP (4 cargas -) e importar ADP (3 cargas -) . alumedalumed RENDIMIENTO ENERGÉTICO DE LA GLUCOSA: alumedalumed anotaciones alumedalumed bbii OLLOGGIIAAoo TRANSPORTE REGULADO: Las proteínas y las moléculas de ARN se desplazan entre el núcleo y el citosol a través de los complejos de poros nucleares los cuales actúan como puertas selectivas. Transportan proteínas pliegadas. TRANSPORTE TRANSMEMBRANA: Las proteínas se desplazan desde el citosol hacia otro compartimento topológicamente diferente atravesando la membrana mediante traslocadores proteicos. Transportan proteínas despliegadas. TRANSPORTE VESICULAR: Las proteínas se desplazan entre compartimentos topológicamente equivalentes a través de vesículas. MEMBRANAS INTERNAS I: Estudiamos la compartimentación de la célula y los transportes que ocurren entre estos (transportes intracelulares). COMPARTIMENTACIÓN CELULAR: La células eucariotas poseen diferentes orgánulos que están rodeados por membranas. El núcleo, el citoplasma, los retículos endoplasmáticos, el complejo de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas, los peroxisomas y las vesículas que actúan en los transportes intracelulares son ejemplos. Algunos de estos orgánulos como el RER, REL, aparato de Golgi y e núcleo son componentes del SISTEMA DE ENDOMEMBRANAS que divide la célula en compartimentos funcionales especializados con límites establecidos por membranas cerradas y selectivamente permeables. También tiene la capacidad de actuar como un sistema de transporte para las moléculas móviles a través del interior de la célula, así como superficies interactivas para la síntesis de lípidos y de proteínas. tipos de transporte SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: Todas las proteínas inician su síntesis en ribosomas libres del citosol; Es debe luego ser dirigida hacia los distintos compartimentos. La identidad de la proteína esta en la propria proteína. La información de a que comportamiento pertenece y cual su destino final se encuentra en la própria proteína en forma de señales que se presentan en regiones señales (cuando la proteína es pliegada) o en péptido señal (proteínas no pliegadas; secuencia de aa’s específicos en el extremo amino). Si la proteína que esta siendo sintetizada en el citosol NO tiene ninguna señal, se trata de una proteína citosólica y su síntesis finaliza en el citosol. alumedalumed TIPOS DE SEÑAL: SEÑAL NUCLEAR: aminoácidos básicos (Arg y Lys) en la parte interna. SEÑAL MITOCONDRIAL: aminoácidos básicos + hidrofóbicos en el extremo N-terminal. SEÑAL RER: - IMPORTACIÓN: aminoácidos hidrofóbicos en el N-terminal - RETENCIÓN: 4 aminoácidos (Lys – Asp – Glu – Leu) en el COOterminal SEÑAL PEROXISOMA: 3 aminoácidos (Ser – Lys – Leu) en el COOterminal TRANSPORTE CITOSOL – NUCLEO: Transporte regulado a través de poros. La membrana nuclear consta de dos membranas com composiciones diferentes. La membrana nuclear interna se une a la lámina nuclear y la membrana nuclear externa es contínua a la membrana del RER. El espacio intermembrana nuclear comparte el lúmen del RER. *OBS: La secuencia señal de las proteínas nucleares NO es eliminada. Esas proteínas atraviesan el poro pliegadas. PROTEÍNAS QUE ACTÚAN: - IMPORTINAS: Tiene la capacidad de reconocer los aa’s básicos de los señales nucleares y también lleva tal proteína al nucleo. - EXPORTINAS: Reconocen las proteínas que necesitan salir del núcleo. - PTN’S RAN: Proteínas de tipo G; Acesória; Ayuda en el paso de otras proteínas p dentro del núcleo; Con gasto energético de GTP en GDP (cuando importa del núcleo para el citosol). Transporte citosol - mitocondria: Transporte mediado por proteínas transmembrana. → Membrana Mitocondrial Externa: - Complejo TOM - Complejo SAM → Membrana Mitocondrial Interna: - Complejo TIM 22 - Complejo TIM 23 - Complejo OXA → Proteínas de la Matriz Mitocondrial: - El Complejo TOM reconoce el señal mitocondrial de la ptn en la membrana mitocondrial externa y permite su paso hacia el espacio intermembrana. - Cuando ya en el espacio intermembrana, se une al Complejo TIM 23 que la pasa por la membrana mitocondrial interna y llega a la matriz mitocondrial. - Una vez en la matriz, es péptido señal es hidrolizado por una peptidasa señal y la proteína se pliega. - Las chaperonas son las ptn’s que verifican si las otras proteínas están pliegadas erróneamente y caso estén, las corrigen; También no permite que se plieguen a otras proteínas. → Proteínas de Membrana y Espacio Intermembrana: - El Complejo OXA ancla proteínas (multipaso o no) SINTETIZADAS EN LA MATRIZ MITOCONDRIAL a la membrana mitocondrial interna - Una vez anclada a la membrana mitocondrial interna, si el péptido señal se libera, esa proteína se queda en el espacio intermembrana - El Complejo TIM 22 ancla proteínas, exclusivamente las multipaso y SINTETIZADAS EN EL CITOSOL, a la membrana mitocondrial interna. - El Complejo SAM permite la importación de porinas (barril β) y las pliega correctamente. alumedalumed TRANSPORTE CITOSOL – peroxisoma: Transporte transmembrana; Los peroxisomas son orgánulos citoplasmaticos muy comunes en forma de vesículas, con una sola membrana. Algunas de sus funciones y características son: - Algunas de sus funciones son: La detoxificación de sustancias hidrosolubes; Acortamiento de ácidos grasos (β- oxidación); Biosíntesis de ácidos biliares y plasmógenos (enfermedades neurológicas). -Tienen un metabolismo oxidativo; - Después de la mitocondria, son las organelas que más utilizan O2 - La mayoría de las ptn’s peroxisomales tienen su péptido señal en el extremo carboxilo. - Tienen oxidasas → Generan peróxido de hidrógeno → CATALASA → Elimina el excesso de prótons *En la reacción 1: RH2 respresenta cuaquier droga soluble; La reacción es OXIDATIVA. En la reacción 2.2: El oxígeno producido es utilizado por la CATALASA, enzima responsable por realizar la reacción OXIDATIVA de 1. TRANSPORTE CITOSOL – REL: Síntesis de lípidos; Detoxificación de drogas liposolubles; Secuestro y almacén de Ca++ ; *La detoxificación ocurre en el citocromo P450 que se localiza en la membrana del REL y que también tiene función de síntesis de esteroides (ej: activación de la vit. D en la glándula adrenal). * Une el glicerol y el grupo R a los ác. Grasos que ya están en la monocapa. Además, hay enzimas que secuestran esos fosfolípidos del REL y los llevan hasta la mitocondria. TRANSPORTE CITOSOL – RER: Transporte transmembrana por proteínas; Translocación cotraduccional; Y Como ocurre la translocación? - La SRP reconoce la región señal de importación por 1 de sus extremos y por el otro PAUSA temporariamente la traducción al anclarse con el complejo traduccional. *Esa pausa ocurre para que la síntesis proteica no se termine antes de que el complejo llegue a la membrana (no se termine en el citosol) - Una vez anclada en la membrana la SRP se desancla y la proteínas es transportada para el lúmen del RER mientras es traducida (transportada por un canal proteico dinámico). Es la adición de un oligosacárido en el nitrógeno de la asparagina La síntesis de ese oligosacárido empieza con el DOLICOL y los distintos oligosacáridos se van adicionando a ese por medio de un enlace fosfato. Los oligosacáridos añaadidos son: La 2N- acetilglucosamina; 9 Manosas; y 3 Glucosas. La enzima que ayuda el anclaje del oligosacárido as nitrógenode la asparagina es la OLIGOSACARIDO TRANSFERASA. - Después que la proteína ya paso por el canal la enzima peptidasa señal rompe los enlaces entre las proteínas y su región señal. *Las proteínas pueden anclarse a la membrana por su secuencia de paro de translocación (que son aa’s hidrofóbicos) o si la región señal viene en el medio, por esta. Y si es una proteína multipaso se ancla por las dos. *Las proteínas residentes del RER poseen la señal de retención en su extremo COO- (como la Disulfuro Isomerasa y las Chaperonas BIP). MODIFICACIONES DE LAS PTN’S EN EL RER: 1. N-GLICOSILACIÓN: Los oligosacáridos actúan como etiquetas para indicar el estado del plegamiento de las proteínas. La CALEXINA (chaperona) verifica si la ptn fue bien plegada. Caso si la glucosidasa retira la glucosa terminal de la ptn y la ptn sale del RER. Si la ptn no fue plegada correctamente la enzima GLUCOSIL TRANSFERASA adiciona una glucosa terminal para que la ptn pueda ser verificada por la calexina otra vez. Eso ocurre hasta que la ptn sea correctamente plegada. La acumulación de ptn’s mal plegadas causa el ESTRÉS DEL RER que activa diversos mecanismos: - Indución de la síntesis de chaperonas del RE (el splicing pasa a ser realizado en el citosol). - Freno de los procesos traduccionales. - Las ptn’s mal plegadas pasan al citosol y son degradas por proteosomas (por medio de ubiquitinación) - Apoptosis. alumedalumed Todas las proteínas solo son funcionales si están plegadas correctamente Anclaje GPI: El C-terminal de la ptn se une covalentemente al N terminal de la glucosilfosfatidilinositol, quedándose en la cara externa de la membrana. 2. PLEGADO ADECUADO: 3. ENSAMBLADO DE PTN’S MULTIMÉRICAS 4. CORTES PROTEOLÍTICOS ESPECÍFICOS alumedalumed anotaciones alumedalumed bi OL G I Aobi LOGIAo MEMBRANAs INTERNAS II En ese TP estudiaremos algunas características puntuales del transporte vesicular intracelular. La ruta biosintética SECRETORA va del retículo endoplasmático al exterior celular. La ruta biosintética ENDOCÍTICA va del exterior celular al endossoma temprano y luego al tardío. Las VIAS DE RECUPERACIÓN, también llamadas de flujo retrógrado, equilibran el flujo de membrana entre los compartimientos. Las RUTAS BIOSINTÉTICAS son los distintos caminos que pueden tomar las vesículas entre los compartimientos intracelulares. * En la ruta biosintética SECRETORA, las proteínas que salen del RE no toman contacto con el citosol sino que se transportan a través de el por medio de vesículas. - Las vesículas se geman desde un compartimiento dador y se fusionan con el compartimiento blanco. La cara citosólica de la vesícula se respeta. COMPARTIMIENTOS DE LAS VÍAS: Las rutas (RE <--> EXT) deben ser sumamente reguladas por proteínas para evitar fallas. Esas proteínas también se encuentran en la superficie externa de las vesículas. Las proteínas involucradas son: → CLATRINAS: Lisossomas; vesículas de la membrana plasmática; Golgi → endosomas → COP I: Golgi hacia el RE y entre sus cisternas. → COP II: Del RE hacia el Golgi. - Entre las funciones de las cubiertas, podemos encontrar a selección de moléculas para transporte y modelan la vesícula en formación. - La clatrina no se une directamente a la membrana, sino que lo hace por proteínas adaptadoras. - Tales proteínas tienen sitios de unión a la proteína de la membrana que van a gemar y sitios de unión para la clatrina. - Las proteínas adaptadoras reúnen proteínas de membrana que tienen receptores para una carga (la molécula que debe ser transportada). - Una vez reclutados los receptores con sus respectivas moléculas cargas adheridas, se empiezan a copiar las clatrinas. - Se curva la membrana y una vez formada la vesícula, el cuello se une (si se cierra la vesícula) a través de proteínas fusogénicas (dinaminas) que facilitan la fusión de las membranas. - Después de de cerrada la vesícula, la clatrina se libera y las proteínas adaptadoras también. FUNCIONAMENTO DE LAS CLATRINAS: alumedalumed COMO SE CONTROLA EL ENSAMBLAJE DE LAS DIFERENTES CUBIERTAS? Por medio de GTPasas de reclutamiento. El fosfatidilinositol (Pi) y los fosfoinositidos (Pip) tienen un papel importante como marcadores de la identidad de los compartimientos. EL RECONOCIMIENTO VESICULAR: Ocurre por la complementariedad de proteínas que se encuentran en la membrana de la vesícula y la membrana diana. - Vesícula: V-SNARE (doble cadena polipeptídica) - Blanco: T-SNARE (triple cadena peptídica) - El acoplamiento de V-SNARE y T-SNARE forma un triple hélice que desplaza el H2O circundante ara que los compartimientos se fusionen. - La disociación del complejo V-SNARE y T-SNARE ocurre con gasto de ATP, con asistencia de la NSF y proteínas accesorias. - Los fosfoinositidos son moléculas parecidas al Pi pero con distintas fosforilaciones en distintos carbonos. - Eses fosfoinositidos tienen la capacidad de interconvertirse unos con otros por medios de enzimas quinasas (agregan grupos fosfatos) y fosfatasas (los sacan). - La actividad de esas quinasas y fosfatasas en diferentes partes de la célula generan concentraciones de distintos fosfoinositidos entre los orgánulos de la célula y esas diferentes concentraciones definen dominios de membrana especializados. COMO SE ASEGURA EL FLUYO ORDENADO DEL TRÁFICO VESICULAR? -Las vesículas cuentan con marcadores específicos de suerfície en sus membranas que las identifican según su origen y carga y que les permiten reconocer la membrana diana correcta. Existen 2 etapas de reconocimiento: → Proteínas y efectores RAB: Dirigen la vesícula a puntos específicos de la membrana diana. (unidas a GTP). → Proteínas SNARE: Median la fusión de ambas membranas. TRANSPORTE RETICULO ENDOPLASMÁTICO - GOLGI: - Las vesículas se forman en sitios de salida del RE (se pueden escapar proteínas erróneas; proteínas mal plegadas no salen por las vesículas; proteínas multiméricas solo salen cuando el complejo fue formado correctamente. - Las vesículas que salen del RE se fusionan homotipicamente formando un compartimiento intermedio (claster túbulos vesiculares). - Luego, el claster se fusiona con el Golgi que es su cara cis. VIA DE RECUPERACIÓN Las proteínas transportadas por error, los receptores y pedazos de la membrana vuelven al RE por esta via (COP I). Las proteínas pertenecientes al RE tienen una secuencia señal propria ubicada en su extremo Cterminal llamada KDEL. Las vesículas de transporte retrógrado (Golgi hacia RE) tiene proteínas receptoras de KDEL (↑ ácidos; ↑ afines las proteínas). alumedalumed CARACTERÍSTICAS DEL GOLGI Transporte vesicular de las proteínas entre los stacks. Maduración de los stacks (la cara cis siempre es la más nueva). - Cara cis: cerca del RER. - Golgi stacks: parte medial. - Cara trans: más alejada del RER. - TEORIAS: FUNCIONES DEL GOLGI: -Procesamiento de cadenas de oligosacáridos. - Sulfatación de proteínas y GAG’s. - Estación de clasificación y despachos de productos del RE. - Adiciona una MANOSA-6-FOSFATO si la proteína es lisosomal. O-Glicosilación: Es el proceso de adición de un oligosacárido (rico en otros carbohidratos como la galactosa, la N- Acetilglucosamina y el ácido ciálico) en el OH de la Serina o de la Treonina; y de sustracción de las manosas puestas en la N-Glicosilación. TRANSPORTE GOLGI ENDOSOMA TARDIO LISOSOMA LISOSOMA Compartimientos rodeados de membrana Contienen enzimas hidrolíticas solubles que controlan la digestión de organelas viejas (AUTOFAGIA) Hidrolasas ácidas: nucleasas; proteasas; glicosilasas; lipasas; fosfatasas. endosoma 1º Vesícula que posee las enzimas que vienen del Golgi. endosoma 2º Vesículas que están hidrolizando macromoléculas - Las hidrolasas ácidas están marcadas con MANOSA-6- FOSFATO; - En el Golgi son fosforiladas; - Esa señal es reconocida por receptores de la red del transp del Golgi; - Se vesicularizan y son enviadas al endosoma tardío; - Por el cambio de pH, las hidrolasas se liberan en el lisosomay las enzimas hidrolizan la unión 6 fosfato; - El receptor vuelve a la cara trans del Golgi a través de la vía de recuperación. TRANSPORTE endosoma tardio endosoma temprano LISOSOMA ext. celular fagocitosis pinocitosis endocitosis mediana por receptores - ENDOCITOSIS: invaginación de vesículas - Si la vesícula vuelve a la cara de la célula que salió: RECICLAJE - Si la vesícula va a la otra cara de la célula: TRANSCITOSIS alumedalumed TRANSPORTE golgi exterior celular vesículas secretora SECRECIÓN CONSTITUTIVA: No tiene péptido señal. SECRECIÓN REGULADA: Las proteínas se almacenan en una vesícula secretoria y solo ante un estímulo se fusionan a la membrana, para que ocurra la exocitosis. La vesícula debe madurar, parte de la membrana de la vesícula debe volver al Golgi y el contenido se encuentra altamente empaquetado. alumedalumed anotaciones alumedalumed bi OL G I Aobi LOGIAo núcleo Solo en eucariotas; Doble Membrana; Contiene ADN; Espacio intermembrana possee continuidad con el lúmen del RER; Ambas membranas se conectan por poros; 2 redes de filamentos de intermedio, y la que recubre la membrana interna se llama lámina nuclear (filamento interno); NUCLÉOLO: es una región del núcleo muy condensada ocupada por una gran concentración de macromoléculas, ahí se procesan unidades ribosomales, ARNt y telomerasas. Se organiza en un único cromosoma circular y tiene una origen de replicación La estructura del cromosoma guarda la información genética y corresponde a una molécula de ADN. Mucho más grande y con múltiples orígenes de replicación. El genoma se divide en un número variable de cromosomas lineales. Cada cromosoma esta formado por una única molécula de ADN asociado a proteínas (cromatina). La mayoría de las células humanas poseen 2 juegos completos de cromosomas, son diploides (2n) 23cr + 23cr. Cada juego de cromosomas paterno y materno = homólogos. Hay 46 cromosomas lineales en el núcleo, 22 pares son homólogos autosómicos y 1 par es sexual. En los wachos el par sexual no es homólogo (XY) Que sean homólogos significa que tendré los mismo genes en los cromosomas maternos y paternos. cromosoma procariota cromosoma eucariota CONCEPTOS BÁSICOS: GEN: Región del cromosoma con carácter determinada / Fragmento de ADN funcional que contiene la información necesaria para la síntesis de una proteínas. ALELO: Variables de un gen. GENOTIPO: Carácter genético particular de un gen. FENOTIPO: Resultado visible del genotipo. CARIOTIPO: Técnica genética que se utiliza para conocer la forma, el número y la forma de un individuo. CROMÁTIDE HERMANA: 2 cromátides que representan un cromosoma duplicado. CROMOSOMAS HOMÓLOGOS: Cromosomas que codifican para una misma característica pero que no son idénticos pues uno es de origen materno y el otro paterno. CÓMO ARMO EL CARIOTIPO? - Se prepara apartir de células de división activas; - Se ensambla en médio de cultivo y se incuba a 37°C; - A las 72hrs se agrega colticina; - Se une a los promotores de tubulina impediendo la formación de microtúbulos, por lo tanto se detienen en metafase; - Se agrega una solución hipotónica; - Se elimina la solución hipotónica y se trata la célula con una sustancia química para preservala; - Se tiñe y se observa. 22 AUTOSOMAS + 2 SEXUALES (X = XX ; Y · XY) Compuesto por porciones codificantes llamadas EXONES y porciones NO codificantes llamadas INTRONES; y están asociados a una secuencia reguladora. - ADN ( - por el grupo fosfato) + PROTEÍNAS (carga +) - Proteínas → Histonas → Nucleosómicas (H2A, H2B, H3 y H4) ; NO Nucleosómicas (H1) NO Histonas → Eucromatinas (menos condensados) ; Heterocromatinas (más condensada): puede ser CONSTITUTIVA que es la que no tiene info genética o FACULTATIVA que son genes no expressados o silenciados. - Las histonas tienen como función el empaquetamiento del ADN y la regulación de la actividad de los genes. - Nucleosoma: ADN arrollado a un octamero de histona (2 de cada) alumedalumed genoma humano: gen eucariotico cromatina organización del nucleosoma Núcleo de la partícula nucleosómica (8 histonas + ADN de 147 pb) + ADN espaciador (de hasta 80 pb) Una nucleasa puede digerir el ADN espaciador dejando la pertícula del núcleo nucleosómico. - Cambiando la carga de la histona desarrollo los 147 pb para replicación interacciones entre proteínas y adn: Muchas electroestáticas: Lisina y Arginina con cargas + y las cargas del ADN Puentes de hidrógenos entre histonas y ADN Hidrofóbicas En el nucleosoma: alumedalumed control de la expresión genica Las células son diferentes porque poseen un conjunto de ARN y proteínas proprias. La diferenciación celular es un cambio en la expresión génica 6 niveles de control de expresión génica en los eucariotas: 1. Control transcripcional 2. Control del procesamiento del ARN 3. Control de transporte y localización 4. Control en la traducción 5. Control de la degradación de los ARNm 6. Control de la actividad proteica OPERON (PROCARIOTAS): Unidad genética funcional cuyo el producto de transcripción es un ARN policistrónico y es controlado por un mismo promotor. Bajo un solo promotor voy a tener un ARN con varios genes De este ARN voy a sacar más de una proteína En procariotas vamos a tener muchos genes bajo el control de un único promotor Un promotor dirige la transcripción de varias proteínas que están muy relacionadas entre si *En eucariotas un promotor dirige la transcripción de un único gen* OPERON TRIPTÓFANO: Las proteínas son todas necesarias para la síntesis de triptófano. OPERON LAC: Son todas las proteínas relacionadas con el metabolismo de la lactosa. PROMOTOR: Elemento al que se une la ARNpol; controla el inicio de la transcripción. OPERADOR: Elemento regulatório en el interior o adyacente al promotor que funciona como interruptor genético. OPERON (PROCARIOTAS) Regulación – Regulación + Ligando se une a una proteína y la separa del ADN dejando en mode on - Puede pasar el contrario Ligando se une al activador y deja la ADN mode off - Puede pasar el contrario CONTROL + Y - ACTIVADORES REPRESORES OPERON triptófano Va a transcribir proteínas para enzima de la cia de síntesis de triptófano. Si la proteína repressora no está unida el ADN la transcribe libremente. Cuando hay mucho triptófano el se va a unir a la proteína como se fuera ligando y para la transcripción de las enzimas que sintetizan triptófano. OPERON lac Codificar proteínas para transcribir y metabolizar lactosa. Proteínas activadora CAP → activan el operon cuando esta unida a AMPc (ligando). Repressor CAP → se une al operon y apaga el gen, Si hay ↑[lactosa] se une la alolactosa (ligando) y el represor sale y reanuda la producción del operon CONTROL TRANSCRIPCIONAL EUCARIOTA: - Muchos factores generales de transcripción que deben ensamblar al promotor para permitir que la ARNpol II - Ausencia de operones - Regulación por muchas proteínas y a distancia - Complejo medidor - Empaquetamiento de la cromatina alumedalumed anotaciones alumedalumed bi OL G I Aobi LOGIAo Citoesqueleto, Uniones Celulares y Matriz Extracelular → CITOESQUELETO: Red dinámica de filamentos proteicos. * F(x)’s: Mantiene la forma de la célula y del núcleo; Participa en el movimiento celular; Desplaza vesículas y organelas; Participa en la división celular (huso mitótico); Actua en la contracción muscular (sarcómero). FILAMENTOS INTERMEDIOS: Miden entre 8 a 12 nm. Formados por ptn’s fibrosas. Tienen función de resistencia, estructural y proveen rigidez. Ej.: se encuentran en la célula por debajo de la lámina nuclear (que esta abajo de la membrana nuclear. MICROFILAMENTOS DE ACTINA: Miden 7 nm. Formados por la actina (ptn globular). Tienen función de anclaje, contracción y movimiento. Ej.: Formación del anillo contráctil (citocinesis); Eje de las microvellosidades; Desplazamiento ameboideo. MICROTUBULOS: Miden 25 nm. Crecen por polimerización de dimeros de tubulina a partir de su extremo +. Tienen de función de
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